第二章核酸化学

信使RNA 转运RNA 核不均一RNA
mRNA tRNA hnRNA
mt mRNA mt tRNA
核内小RNA
snRNA
胞质小RNA
scRNA/7SLRNA
注：原核细胞不含后3种RNA 第二章核酸化学
功能
核蛋白体组成成 分 蛋白质合成模板
转运氨基酸
成熟mRNA的前 体 参与hnRNA的剪 接、转运 蛋白质内质网定 位合成的信号识 别体的组成成分
第二章核酸化学
二、核酸的基本结构组成
核酸经水解可得到很多核苷酸，因此核苷酸是核酸 的基本单位。核酸就是由很多单核苷酸聚合形成的 多聚核苷酸。
核苷酸可被水解产生核苷和磷酸，核苷还可再进一 步水解，产生戊糖和含氮碱基。
第二章核酸化学
第二章核酸化学
(一）碱基 核苷酸中的碱基均为含氮杂环化合物， 它们分别属于嘌呤衍生物和嘧啶衍生物。 核 苷 酸 中 的 嘌 呤 碱 (purine) 主 要 是 鸟 嘌 呤(guanine,G)和腺嘌呤(adenine,A)， 核 苷 酸 中 嘧 啶 碱 (pyrimidine) 主 要 是 胞 嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)和胸腺 嘧啶(thymine,T)。
第二章核酸化学
核酸中的戊糖有核糖(ribose)和脱氧核糖(deoxyribose)两 种，分别存在于核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸中。为了与碱 基标号相区别，通常将戊糖的C原子编号都加上“′”，如C1′表 示糖的第一位碳原子。核糖的结构如下：
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（三）核苷
戊糖与嘧啶或嘌呤碱以糖苷键连接就称为核苷，通常是 戊糖的C1′与嘧啶碱的N1或嘌呤碱的N9相连接。
的结构。
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研究历史（1）
染色质 ，瑞士生理学家和有机化学家米歇尔 （Friedrich Miescher，1844～1895）
四核苷酸学说
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研究历史（2）
1930年代和1940年代Caspersson及其它人采用了超 速离心、过滤、光吸收等方法测得DNA分子的分 子量是50万到100万。
基因工程技术
第二章核酸化学
核酸是Lock还是Key？
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第一节 核酸的种类、分布和含量
(一). 种类
DNA，脱氧核糖核酸
RNA，核糖核酸，主要有下几种：
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1、rRNA (ribosome RNA )，核糖体RNA，细胞中最主 要的RNA，占细胞中总RNA80%左右。核糖体是蛋白 质合成的场所。
2、tRNA ( transfer RNA)，转移RNA，是细胞中最小 的一种RNA分子，占细胞总RNA的15%左右。在蛋白 质的生物合成中，tRNA起携带氨基酸的作用。
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3、mRNA ( messenger RNA)，信使RNA，占细胞总RNA 的5%左右，含量最少，代谢活跃。mRNA在蛋白质的 生物合成中起模板作用。它将DNA的遗传信息传递给 蛋白质。
核酸化学
第二章核酸化学
核酸能告诉你什么？
第二章核酸化学
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目的
了解核酸的发展简史及核酸对生物体的重要意义。 了解核酸的分类，掌握两类核酸的化学组成特点及核苷酸
的结构。 掌握DNA的一级结构及一级结构的意义；DNA双螺旋结
构模型要点；DNA双螺旋结构模型提出对生命科学的重 要意义。了解DNA双螺旋的一些特殊的构型、与碱基组 成有关的特殊结构及意义。 了解RNA的种类，重点掌握与蛋白质合成有关的三种 RNA的功能；掌握tRNA的结构以及与该结构有关的生物 学功能。
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核苷酸的结构式
第二章核酸化学
脱氧核苷酸的结构
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核酸中五种碱基中的酮基和氨基，均位于碱基环中 氮原子的邻位，可以发生酮式一烯醇式或氨基、亚氨 基之间的结构互变。这种互变异构在基因的突变和生 物的进化中具有重要作第用二章。核酸化学
嘌呤和嘧啶环中含有共轭双键，对260nm 左右波长的紫外光有较强的吸收。碱基的这一 特性常被用来对碱基、核苷、核苷酸和核酸进 行定性和定量分析.
第二章核酸化学
掌握核酸紫外吸收的特性及热变性的性质，从核酸热变性 的基础上理解DNA的复性与分子杂交，掌握DNA的熔解 温度、增色效应的概念。
了解核酸的化学反应；各种核酸酶对核酸的水解作用；限 制性内切酶的作用特点及该酶的应用。
了解DNA一级结构的测定原理。 了解DNA在生物体内的存在方式及由DNA构成的染色体
另外，在细胞质里还存在胞质小RNA(sc RNA). 上述RNA存在于细胞质，另外在细胞核里面还存在一些RNA， 如核不均一RNA（hnRNA）、核内小RNA（snRNA）、核仁小 RNA、反义RNA（asRNA）等。
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RNA的分类
核蛋白体RNA
细胞核和胞液
线粒体
rRNA
mt tRNA
1944年美国微生物学家艾弗里（O. T. Avery）、 麦克劳（C. M. Macleod）和麦卡蒂（McCarty） 采用肺炎球菌转化实验证实了遗传物质是DNA， 不是蛋白质。
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研究历史（3）
1953年，沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构， 1962年获得诺贝尔奖
现已证明，除了少数病毒以RNA为遗传物质外， 多数生物体的遗传物质是DNA
（二）、分布
DNA 核（%） 98 浆（%） 2
RNA <10 >90
（三）、 含量
DNA含量恒定，RNA含量与细胞生长状 态有关。
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第二节 核酸的组成
第二章核酸化学
核酸和蛋白质元素组成相同么？
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一、核酸的元素组成
组成核酸的元素有C、H、O、N、P等， 与蛋白质比较，其组成上有两个特点：一是 核酸一般不含元素S，二是核酸中P元素的含 量较多并且恒定，约占9～11%。因此，核酸 定量测定的经典方法，是以测定P含量来代 表核酸量。
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（四）核苷酸衍生物
1、（脱氧）核苷二磷酸、（脱氧）核苷三磷酸、双 脱氧核苷酸。 ADP、ATP是生物体中重要的能量转 换体，ddNTP在DNA的序列测定中使用
2、环化核苷酸cAMP、cGMP：被称为第二信使，有放 大激素的作用
3、辅酶：NAD+、NADP+、FAD、FMN、HSC0A是核酸的 衍生物，在物质代谢和能量代谢中起重要作用。